建筑中的数学文化

2024年4月5日发(作者：2822安徽中考数学试卷)

建筑设计中的数学

——读书论文

王晓丽

化工12-3班，2012309885

摘要 当我们欣赏一座建筑时，如果我们真正的去了解它，会发现原来这些宏大的建筑

珍品里隐藏着一门学科的奥秘—数学。本文主要介绍了建筑学中普遍包含的一些数学知识，

数学在建筑设计中的表现，已达到更深入了解建筑设计美的目的，展现出建筑与数学这两

门学科独特而又不可分割的联系。

关键词 建筑设计 数学 艺术美 对称美

1. 数学对建筑设计的影响

路有曲直宽窄，房有大小高低，建筑必须与形和数打交道，于是建筑就与数学结下不

解之缘。建筑里面讲数学，数学里面讲建筑，你中有我，我中有你。数学和建筑有着紧密

的关系，数学可以说是建筑设计上的基础；而建筑可以说是实在的数学概念。除了数学，

建筑还包含了美术和物理的元素，而美术和物理也是基于数学公式或数学理论为基础。可

想而知，数学在建筑学上占着一个重要的地位。

数学美是一种客观存在，是自然美在数学中的反映。建筑在数学思维的启发下不断发

展为世界创造和谐美。早在古代建筑里就有许多建筑师就将数学中的几何体和建筑完美的

组合，像古代一些圆形及其他形式的神庙，比如蒂沃里的圆形神庙，尼姆的卡列神庙；这

些建筑不是简单的以几何学就能够组合的，还要通过数学的精密计算使其符合建筑设计的。

随着社会的不段进步，建筑根据功能和美感的需求，对土地、材料和结构进行堆积与组合，

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比例决定着建筑中个体、局部与整体的数学关系，因此比例是建筑的核心和灵魂。比例在

数学上并不具有美感，但“黄金分割”的比例分割之美在各种艺术作品都得到充分的展现。

现代设计师仍然最常见地使用黄金分割法则构造适用性和艺术性统一的新颖建筑。

2. 建筑设计中所包含的数学知识

2.1建筑设计中的几何学

几何学（Geometry）这个词就来自古埃及的“测地术”，它是为在尼罗河水泛滥后

丈量地界而产生的。自然界中常见的简单几何形状是圆、球、圆柱，如太阳、 月亮、植物

茎干、果实等等，而几乎找不到矩形和立方体。矩形和立方体是人类的创造，而这正是和

建筑活动有关的，因为方形可以不留间隙地四方连续地延展或划分，立方体可以平稳地堆

垒和架设。金字塔在如此巨大的尺度下做到精确的正四棱锥，充分显示了古埃及人的几何

能力。希腊人在发展欧几里德几何的同时，写下了建筑史上最辉煌的一页。到了文艺复兴

时期，人们普遍确信建筑学是一门科学，建筑的每一部分，无论是内部还是外部，都能够

被整合到数学比例中。“比例”成为建筑几何学在文艺复兴时期的代名词，而心形、圆形、

穹顶则是文艺复兴时期建筑的基本形式，只要人们用几何化的形式来诠释宇宙和谐概念的

话，就无法避免这些形式。在这一时期，建筑师追求绝对的、永恒的、秩序化的逻辑，形

式的完美取代了功能的意义。

17世纪科学革命所揭示的宇宙是一部数学化的机器。这一时期法国最重要的建筑理论

家都是科学家，在笛卡尔理性主义精神的引导下，一切问题讨论的基础都以理性为原则，

数学被认为是保证“准确性”和“客观性”的唯一方法。笛卡尔由解析几何沟通了代数与

几何，把平面上的投影联系起来，在《画法几何》中第一次系统地阐述了平面图式空间形

体方法，将画法几何提高到科学的水平。与传统的模拟视觉感受方式不同，画法几何切断

了视觉与知识之间的直接联系，赋予建筑以不受个人主观认识影响的客观真实性，时至今

日仍然是建筑学交流最重要的媒介。

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